專利名稱：無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及巖土工程用設(shè)備，具體涉及一種無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地基勘察中，現(xiàn)場原位測試等地勘數(shù)據(jù)的采集均采用有線傳輸方式，無線傳輸，目前沒有實(shí)際應(yīng)用。有單位曾研制靜探數(shù)據(jù)孔底存儲方式，但該方法由于不能預(yù)知數(shù)據(jù)存儲的可靠性，必須將探桿全部起拔到孔口后，用儀器或電腦檢查數(shù)據(jù)是否全部存儲。若數(shù)據(jù)存儲存在丟失，則須返工，造成無效工作。因此推廣應(yīng)用困難。目前，采集地基土壤的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)均是使用有線傳輸，探桿勘存探中應(yīng)用有線傳輸方式存在如下技術(shù)問題1、操作繁瑣、耗費(fèi)高測試工作開始前，須先將電纜穿入預(yù)定長度的探桿后(以貫入深度為準(zhǔn))，才能接入測試傳感器和儀器。而在測試過程中，受電纜線的牽扯，上下探桿非常麻煩，也容易拉斷電纜或探桿接頭割斷電纜。若工作中貫入深度大于穿線探桿長度，則須停止工作，將電纜與儀器斷開并接長電纜再穿入新增探桿中。若電纜被拉斷或割斷，須更換新電纜，重新穿入整個探桿，導(dǎo)致重復(fù)操作，降低效率。2、存在測量誤差原位測試傳感器多采用電阻應(yīng)變式，電纜超過30m，由于每根導(dǎo)線電阻值的差異，會導(dǎo)致測量誤差，一般解決辦法是將電纜和傳感器一起進(jìn)行標(biāo)定，現(xiàn)場更換電纜無法標(biāo)定，必然導(dǎo)致測量的誤差。3、技術(shù)、設(shè)備要求隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)場原位測試逐漸采用一個傳感器內(nèi)安裝多個敏感元件，同步同時測試地基土的多個參數(shù)。例如雙橋孔壓三功能探頭，有效應(yīng)力鏟等， 如果仍采用有線傳輸，則需要大于12芯以上的電纜線，導(dǎo)致電纜線外徑過大，目前使用的探桿無法通過。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述技術(shù)問題，提供一種操作和維護(hù)簡單、耗費(fèi)低、測量誤差低的無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)能顯著提高巖土工程作業(yè)的工作效率。為實(shí)現(xiàn)此目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，它包括安裝于探桿底部的靜探傳感器，其特征在于它還包括孔底發(fā)送器、地面信號接收顯示儀器和位于探桿頂部的收發(fā)器，其中，所述孔底發(fā)送器包括發(fā)送器控制單元和第一發(fā)射天線，所述收發(fā)器包括收發(fā)器控制單元和第一接收天線，所述靜探傳感器的信號輸出端連接發(fā)送器控制單元的信號輸入端，發(fā)送器控制單元的信號輸出端連接第一發(fā)射天線，第一發(fā)射天線通過無線通信匹配第一接收天線，第一接收天線連接收發(fā)器控制單元的信號輸入端，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接地面信號接收顯示儀器的信號輸入端。優(yōu)選的，所述收發(fā)器還包括第二發(fā)射天線，地面信號接收顯示儀器還包括第二接收天線，其中，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接第二發(fā)射天線，第二發(fā)射天線通過無線通信匹配第二接收天線，第二接收天線連接地面信號接收顯示儀器的信號輸入端。[0010]優(yōu)選的，所述第一發(fā)射天線與第一接收天線之間的無線通信信號頻率范圍為 6KHZ 10KHZ。所述第一發(fā)射天線與第一接收天線之間的無線通信信號頻率最好為8KHZ。所述孔底發(fā)送器還包括發(fā)送器電源模塊，所述發(fā)送器電源模塊分別連接發(fā)送器控制單元和第一發(fā)射天線。所述收發(fā)器還包括收發(fā)器電源模塊，所述收發(fā)器電源模塊分別連接收發(fā)器控制單元、第一接收天線和第二發(fā)射天線。本實(shí)用新型使用時，通過設(shè)置在探桿底部的孔底發(fā)送器，將靜探傳感器采集到的地基土壤的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行編碼處理后通過第一發(fā)射天線發(fā)送，上述信號以8KHZ的頻率在探桿內(nèi)部傳送，并由設(shè)置在探桿頂部的收發(fā)器接收信號，并解碼，從而傳送給地面信號接收顯示儀器，使操作人員能實(shí)時了解到靜探傳感器采集到的數(shù)據(jù)。上述通過無線傳輸方式完成的地基土壤的各項(xiàng)技術(shù) 參數(shù)的傳送，提高了巖土工程作業(yè)的工作效率，相對與原始的有線電纜信號傳輸，本實(shí)用新型具有操作和維護(hù)簡單、耗費(fèi)低、測量誤差低等優(yōu)點(diǎn)，另夕卜，本實(shí)用新型還能適應(yīng)目前現(xiàn)場原位測試中使用的一個傳感器內(nèi)安裝多個敏感元件，同步同時測試地基土的多個參數(shù)的信號傳輸要求。綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有原位測試靜探試驗(yàn)有線數(shù)據(jù)傳輸相比，克服了受電纜牽扯，工作中上下探桿、更換電纜和探桿的麻煩，避免了更換電纜和探桿須停止工作起拔全部探桿、換新完畢重新貫入整個探桿的低效率重復(fù)操作過程，減小了因電纜電阻值的差異產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，還可配合靜探多通道測試傳感器，無需擔(dān)心電纜外徑過大無法通過探桿的問題。本實(shí)用新型可顯著提高野外測試工作效率，徹底擺脫了長期依賴電纜和受電纜牽制的歷史，使原位測試技術(shù)上了一個新的臺階。

圖1為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理框圖。其中，1-探桿、2-靜探傳感器、3-孔底發(fā)送器、4-收發(fā)器、5-地面信號接收顯示儀器、6_靜探貫入設(shè)備、7-地層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖1和2所示的一種無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，它包括安裝于探桿1底部的靜探傳感器2，孔底發(fā)送器3、地面信號接收顯示儀器5和位于探桿頂部的收發(fā)器4，其中，孔底發(fā)送器3包括發(fā)送器控制單元和第一發(fā)射天線，收發(fā)器4包括收發(fā)器控制單元和第一接收天線，靜探傳感器2的信號輸出端連接發(fā)送器控制單元的信號輸入端，發(fā)送器控制單元的信號輸出端連接第一發(fā)射天線，第一發(fā)射天線通過無線通信匹配第一接收天線，第一接收天線連接收發(fā)器控制單元的信號輸入端，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接地面信號接收顯示儀器5的信號輸入端。上述技術(shù)方案中，所述收發(fā)器4還包括第二發(fā)射天線，地面信號接收顯示儀器5還包括第二接收天線，其中，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接第二發(fā)射天線，第二發(fā)射天線通過無線通信匹配第二接收天線，第二接收天線連接地面信號接收顯示儀器5的信號輸入端。上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了地基土壤的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的信號在地面部分的無線傳輸，進(jìn)一步提高了巖土工程作業(yè)的工作效率。上述技術(shù)方案中，第一發(fā)射天線與第一接收天線之間的無線通信信號頻率范圍為 6KHZ 10KHZ。其中，優(yōu)選頻率為8KHZ。本實(shí)用新型在使用時，探桿1內(nèi)充滿了液體介質(zhì)，在 這種情況下，當(dāng)探桿1的外徑在Φ20πιπι Φ42mm范圍內(nèi)時，無線信號頻率在最好為8kHz， 該頻率下的接收靈敏度達(dá)到了 _117dB是所有頻段中最高的，且在+13dBm時的發(fā)射電流僅需20mA，可延長電池的工作壽命。而其他頻段無線信號無論是發(fā)射信號強(qiáng)度還是發(fā)射電流及電池壽命等技術(shù)指標(biāo)均低于SKHz信號頻段。上述技術(shù)方案中，孔底發(fā)送器3還包括發(fā)送器電源模塊，發(fā)送器電源模塊分別給發(fā)送器控制單元和第一發(fā)射天線供電。收發(fā)器4還包括收發(fā)器電源模塊，收發(fā)器電源模塊分別給收發(fā)器控制單元、第一接收天線和第二發(fā)射天線供電。上述技術(shù)方案中，收發(fā)器4選擇2. 4GHz左右高頻收發(fā)器控制單元，解決無線信號在地面空曠野外傳輸問題，根據(jù)上述收發(fā)器控制單元的特點(diǎn)和工作環(huán)境，電路設(shè)計(jì)成環(huán)狀布置。本實(shí)用新型安裝時孔底發(fā)送器3與靜探傳感器2、探桿1采用螺紋固定連接，與探桿1的連接端固定Φ IOmmX 20mm紫銅發(fā)射天線，同時考慮絕緣防護(hù)問題。收發(fā)器4下端采用夾持方式，始終固定在孔口最后一根探桿1的頂端。地面信號接收顯示儀器5采用平板電腦或筆記本電腦，使用USB接收方式，編寫相應(yīng)接收顯示程序，實(shí)時顯示動態(tài)測試數(shù)據(jù)和曲線?？椎装l(fā)送器3與靜探傳感器2隨探桿1通過靜探貫入設(shè)備6進(jìn)入地層7中開始探測作業(yè)。本實(shí)用新型工作時孔底發(fā)送器的發(fā)送器控制單元，將靜探傳感器采集到的地基土壤的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行編碼處理后通過第一發(fā)射天線在具有液體介質(zhì)的探桿1內(nèi)以 SKHz的頻率發(fā)送，并由設(shè)置在探桿頂部的收發(fā)器接收信號內(nèi)的第一接收天線接收，然后由收發(fā)器控制單元對信號進(jìn)行解碼，并繼續(xù)通過地面無線傳輸方式，傳送給地面信號接收顯示儀器5，使操作人員能實(shí)時了解到靜探傳感器采集到的數(shù)據(jù)。本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，它包括安裝于探桿(1)底部的靜探傳感器0)，其特征在于它還包括孔底發(fā)送器( 、地面信號接收顯示儀器( 和位于探桿頂部的收發(fā)器(4)， 其中，所述孔底發(fā)送器C3)包括發(fā)送器控制單元和第一發(fā)射天線，所述收發(fā)器(4)包括收發(fā)器控制單元和第一接收天線，所述靜探傳感器O)的信號輸出端連接發(fā)送器控制單元的信號輸入端，發(fā)送器控制單元的信號輸出端連接第一發(fā)射天線，第一發(fā)射天線通過無線通信匹配第一接收天線，第一接收天線連接收發(fā)器控制單元的信號輸入端，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接地面信號接收顯示儀器(5)的信號輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述收發(fā)器(4)還包括第二發(fā)射天線，地面信號接收顯示儀器( 還包括第二接收天線，其中，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接第二發(fā)射天線，第二發(fā)射天線通過無線通信匹配第二接收天線，第二接收天線連接地面信號接收顯示儀器(5)的信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述第一發(fā)射天線與第一接收天線之間的無線通信信號頻率范圍為6KHZ 10KHZ。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述第一發(fā)射天線與第一接收天線之間的無線通信信號頻率為8KHZ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述孔底發(fā)送器(3) 還包括發(fā)送器電源模塊，所述發(fā)送器電源模塊分別連接發(fā)送器控制單元和第一發(fā)射天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述收發(fā)器(4)還包括收發(fā)器電源模塊，所述收發(fā)器電源模塊分別連接收發(fā)器控制單元、第一接收天線和第二發(fā)射天線。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種無線靜探數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，它包括安裝于探桿底部的靜探傳感器，孔底發(fā)送器、地面信號接收顯示儀器和位于探桿頂部的收發(fā)器，靜探傳感器的信號輸出端連接發(fā)送器控制單元的信號輸入端，發(fā)送器控制單元的信號輸出端連接第一發(fā)射天線，第一發(fā)射天線通過無線通信匹配第一接收天線，第一接收天線連接收發(fā)器控制單元的信號輸入端，收發(fā)器控制單元的信號輸出端連接地面信號接收顯示儀器的信號輸入端。本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中受電纜牽扯，工作中上下探桿、更換電纜和探桿的麻煩，減小了因電纜電阻值的差異產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，還可配合靜探多通道測試傳感器，無需擔(dān)心電纜外徑過大無法通過探桿的問題。
文檔編號G08C17/02GK202145347SQ20112024969
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者儲團(tuán)結(jié), 彭俊偉, 梁偉, 涂啟柱, 熊大生, 禾永旺, 趙海粟, 黃俊杰 申請人:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司